CN101960368B - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供液晶显示装置，在形成呈现轴对称取向的液晶畴的垂直取向模式的半透过型液晶显示装置中，减小以透过模式进行显示的区域与以反射模式进行显示的区域的响应速度的差。本发明的液晶显示装置具备：第一基板和第二基板；和设置在它们之间的垂直取向型的液晶层，并且具有多个像素区域。第一基板具有在液晶层一侧有规则地配置的壁状构造体，液晶层当被施加了规定的电压时，在由壁状构造体实质上包围的区域内形成呈现轴对称取向的至少一个液晶畴。第二基板在与至少一个液晶畴的大致中央相对应的区域，具有至少在施加电压的状态下产生使液晶分子轴对称取向的取向限制力的至少一个取向限制构造。各像素区域具有以透过模式进行显示的第一和第二透过区域；和以反射模式进行显示的反射区域。第一透过区域以包括至少一个取向限制构造的方式配置，第二透过区域沿着壁状构造体的内缘配置。反射区域配置在第一透过区域与第二透过区域之间。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示装置，特别是涉及适合用于便携式信息终端(例如PDA)、便携式电话机、车载用液晶显示器、数码照相机、个人计算机、娱乐设备、电视机等的液晶显示装置。
背景技术
近年来，液晶显示装置有效利用薄而且低功耗这样的特长，正在笔记本型个人计算机、便携式电话机、电子记事簿等信息设备或者具备液晶监视器的照相机一体型VTR等中广泛使用。
作为能够实现高对比度和广视野角的显示模式，利用垂直取向型液晶层的垂直取向模式正倍受关注。垂直取向型液晶层一般使用介电各向异性为负的液晶材料和垂直取向膜形成。
在专利文献1中提出了被称为CPA(Continuous PinwheelAlignment：连续焰火状排列)模式的垂直取向模式。在CPA模式中，在隔着液晶层相对的一对电极的一方形成开口部或者切口部，使用在开口部或者切口部的边缘部产生的斜电场，使液晶分子放射状倾斜取向(轴对称取向)，从而实现广视野角。
另外，在专利文献2中，公开了使CPA模式中的液晶分子的轴对称取向稳定的技术。依据专利文献2的技术，由在一方基板上设置的取向限制构造(具有开口部或者切口部，生成斜电场的电极)形成的轴对称取向由设置在另一方基板上的取向限制构造(例如凸部)来加以稳定。
进而，在专利文献3中，公开了用简单的结构实现稳定的轴对称取向的技术。依据专利文献3的技术，在由有规则地配置的壁状构造体包围的区域内，形成呈现轴对称取向的液晶畴。
另一方面，近年来提出了在室外或者室内的任一方都能够进行高品质显示的液晶显示装置(例如专利文献4和5)，正在便携式电话机、PDA、便携式游戏机等移动用途的电子设备中使用。该液晶显示装置被称为半透过型(或者透过反射两用型)液晶显示装置，在像素内具有以反射模式进行显示的反射区域和以透过模式进行显示的透过区域。
在当前正在销售的半透过型液晶显示装置中，利用ECB模式或者TN模式等，而在上述专利文献3中，还公开了不仅是在透过型液晶显示装置中，还在半透过型液晶显示装置中适用垂直取向模式的结构。
图12表示具有壁状构造体的现有的半透过型液晶显示装置的例子。图12(a)是示意性地表示现有的半透过型液晶显示装置500的一个像素区域的构造的平面图，图12(b)是沿着图12(a)中的12B-12B’线的截面图。
液晶显示装置500具备：TFT基板510；与TFT基板510相对的相对基板520；和设置在TFT基板510与相对基板520之间的垂直取向型的液晶层530。另外，液晶显示装置500具有矩阵状地排列的多个像素区域。各像素区域由设置在TFT基板510上的像素电极512、和设置在相对基板520上隔着液晶层530与像素电极512相对的相对电极524所规定。
除去上述的像素电极512以外，TFT基板510还具有与像素电极512电连接的薄膜晶体管(TFT)和向TFT供给扫描信号的扫描配线、向TFT供给显示信号的信号配线等(均未图示)。这些构成要素形成在透明基板511上。另外，像素电极512具有由ITO等透明导电材料形成的透明电极512t、由铝等光反射率高的金属材料形成的反射电极512r。反射电极512r如后所述形成在电介质层513上。
除去上述的相对电极524以外，相对基板520还具有彩色滤光片522、设置在相邻的彩色滤光片522之间的黑矩阵523。这些构成要素形成在透明基板521上。
在TFT基板510和相对基板520各自的液晶层530一侧的表面上设置有垂直取向膜(未图示)，在没有施加电压时，包含在液晶层530中的液晶分子相对于垂直取向膜的表面大致垂直取向。液晶层530包含具有负的介电各向异性的向列型液晶材料，根据需要还包括手性剂。
液晶显示装置500的各像素区域具有以透过模式进行显示的透过区域T和以反射模式进行显示的反射区域R。透过区域T由透明电极512t规定，反射区域R由反射电极512r规定。根据设置在反射电极512r之下的电介质层513，反射区域R中的液晶层530的厚度比透过区域T中的液晶层530的厚度小(典型的是大约1/2)，由此，对于在透过模式的显示中使用的光和在反射模式的显示中使用的光，减小液晶层530赋予的延迟的差。在反射电极512r的表面，为了对反射电极512r赋予扩散反射功能而形成有微小的凹凸形状。通过使反射电极512r具有扩散反射功能，实现接近白纸的白显示。
TFT基板510还具有以包围像素电极512的方式设置的壁状构造体514。壁状构造体514通过其侧面的锚定作用产生取向限制力，由该取向限制力规定在施加电压时液晶分子倾斜的方向。另外，在施加电压时，由于在像素电极512的周围产生斜电场，因此液晶分子的倾斜的方向也受到由该斜电场产生的取向限制力的影响。壁状构造体514的取向限制力的方向与由斜电场产生的取向限制力的方向匹配。
另外，相对基板520在与透过区域T的大致中央和反射区域R的大致中央相对应的区域具有凸部525。这些凸部525也通过其侧面的锚定作用产生取向限制力。
在液晶显示装置500中，通过设置上述那样的壁状构造体514和凸部525，当在液晶层530上施加电压时，在由壁状构造体514包围的像素区域内，形成以凸部525为中心轴对称取向的多个液晶畴。图13(a)和(b)中示意性地表示在液晶显示装置500中，由壁状构造体514和凸部525的取向限制力形成液晶畴的状况。
在没有施加电压时，如图13(a)所示，液晶分子531由于垂直取向膜的取向限制力，相对于基板表面大致垂直取向。另一方面，在施加电压时，具有负的介电各向异性的液晶分子531以分子长轴相对于电力线垂直的方式倾倒，因此由在像素电极512的周围产生的斜电场的取向限制力、壁状构造体514和凸部525的取向限制力，规定液晶分子531倾斜的方向。从而，如图13(b)所示，液晶分子531以凸部525为中心呈轴对称状取向。
如上所述，在液晶显示装置500中，在各像素区域内形成呈现轴对称取向的液晶畴。在液晶畴内，由于液晶分子几乎在全方位(基板面内的所有方位)取向，因此可以得到优异的视野角特性。
另外，最近不仅是液晶电视机，在PC用监视器、便携式终端设备(便携式电话机、PDA等)中显示动态图像信息的需求也正在迅速高涨。为了用液晶显示装置以高品质显示动态图像，需要缩短液晶层的响应时间(加快响应速度)，要求在一个垂直扫描期间(典型的是1帧)内达到规定的灰度等级。
作为改善液晶显示装置的响应特性的驱动方法，已知施加比对应于要显示的灰度等级的电压(规定的灰度等级电压)还高的电压(称为“过冲电压”。)的方法(称为“过冲驱动”。)。通过进行过冲驱动，能够改善中间灰度显示的响应特性。
专利文献1：特开2003-43525号公报
专利文献2：特开2002-202511号公报
专利文献3：特开2005-128505号公报
专利文献4：专利第2955277号公报
专利文献5：美国专利第6195140号说明书
发明内容
然而，如图12(b)等所示，在半透过型液晶显示装置中，由于反射区域内的液晶层的厚度比透过区域内的液晶层的厚度小(典型的是1/2)，因此反射区域的响应速度比透过区域的响应速度快。这是因为一般响应速度依赖于液晶层的厚度，液晶层越薄则越快。另外，在反射电极的表面形成凹凸形状的情况下，该凹凸形状也对提高反射区域的响应速度做出贡献。这样，在反射区域和透过区域中响应速度不同，从而，在反射区域和透过区域中最佳的过冲电压不同。
从而，如果将对液晶层的施加电压设定为在反射区域中最佳的过冲电压，则在透过区域中不能够充分提高响应速度。另外，如果将向液晶层的施加电压设定为在透过区域中最佳的过冲电压，则在反射区域中发生泛白(亮度过高的现象)等显示品质的降低。如上所述，在半透过型液晶显示装置中，仅能够对于透过区域和反射区域的一方进行最佳的过冲驱动。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的是在形成呈现轴对称取向的液晶畴的垂直取向模式的半透过型液晶显示装置中，减小以透过模式进行显示的区域与以反射模式进行显示的区域中的响应速度的差。
本发明的液晶显示装置具备：第一基板；与上述第一基板相对的第二基板；和设置在上述第一基板与上述第二基板之间的垂直取向型的液晶层，并且具有多个像素区域，该多个像素区域的各个由设置在上述第一基板上的第一电极、和设置在上述第二基板上且隔着上述液晶层与上述第一电极相对的第二电极所规定，上述第一基板具有在上述液晶层一侧有规则地配置的壁状构造体，上述液晶层当被施加了规定的电压时，在由上述壁状构造体实质上包围的区域内形成呈现轴对称取向的至少一个液晶畴，上述第二基板在与上述至少一个液晶畴的大致中央相对应的区域，具有至少在施加电压的状态下产生使上述至少一个液晶畴内的液晶分子轴对称取向的取向限制力的至少一个取向限制构造，上述多个像素区域的各个具有：以透过模式进行显示的第一透过区域和第二透过区域；和以反射模式进行显示的反射区域，上述第一透过区域以包括上述至少一个取向限制构造的方式配置，上述第二透过区域沿着上述壁状构造体的内缘配置，上述反射区域配置在上述第一透过区域与上述第二透过区域之间。
在某个优选实施方式中，上述至少一个取向限制构造是向上述液晶层一侧的至少一个凸部。
在某个优选实施方式中，上述第二基板在上述反射区域内不具有进一步的取向限制构造。
在某个优选实施方式中，上述至少一个液晶畴是多个液晶畴，上述至少一个取向限制构造是多个取向限制构造。
在某个优选实施方式中，上述第一透过区域具有离散地设置的多个部分，上述多个部分各自包括上述多个取向限制构造中任意的一个。
在某个优选实施方式中，上述反射区域还配置在上述第一透过区域的上述多个部分之间。
在某个优选实施方式中，上述第一电极具有形成在规定位置的至少一个开口部和/或切口部。
在某个优选实施方式中，上述反射区域中的上述液晶层的厚度比上述第一透过区域和第二透过区域中的上述液晶层的厚度小。
在某个优选实施方式中，本发明的液晶显示装置还具备驱动电路，该驱动电路能够在进行中间灰度显示时施加比对应于规定的中间灰度等级的预先所决定的灰度等级电压高的过冲电压。
依据本发明，在形成呈现轴对称取向的液晶畴的垂直取向模式的半透过型液晶显示装置中，能够减小以透过模式进行显示的区域与以反射模式进行显示的区域的响应速度的差。
附图说明
图1(a)是示意性地表示本发明的优选实施方式中的半透过型液晶显示装置100的一个像素区域的构造的平面图，(b)是沿着(a)中的1B-1B’线的截面图。
图2(a)和(b)是沿着图1(a)中的2A-2A’线的截面图，(a)表示在液晶层上没有施加电压的状态，(b)表示在液晶层上施加了规定电压的状态。
图3(a)和(b)是用于说明现有的半透过型液晶显示装置的透过区域内的液晶分子的响应动作的图，(a)是表示在没有施加电压的状态的液晶层上施加规定电压经过了规定时间以后的透过区域的显微镜照片，(b)是示意性地表示该透过区域的构造的图。
图4是在本发明的优选实施方式中的半透过型液晶显示装置100的液晶层上施加了规定电压时的取向状态的模拟图。
图5是示意性地表示本发明的优选实施方式中的其它半透过型液晶显示装置100A的一个像素区域的构造的平面图。
图6是示意性地表示本发明的优选实施方式中的其它半透过型液晶显示装置100B的一个像素区域的构造的平面图。
图7(a)是示意性地表示本发明的优选实施方式中的其它半透过型液晶显示装置100C的一个像素区域的构造的平面图，(b)是沿着(a)中的7B-7B’线的截面图。
图8是示意性地表示本发明的优选实施方式中的其它半透过型液晶显示装置100D的一个像素区域的构造的平面图。
图9是示意性地表示本发明的优选实施方式中的其它半透过型液晶显示装置100E的一个像素区域的构造的平面图。
图10是示意性地表示本发明的优选实施方式中的其它半透过型液晶显示装置100F的一个像素区域的构造的平面图。
图11(a)是示意性地表示本发明的优选实施方式中的其它半透过型液晶显示装置200的一个像素区域的构造的平面图，(b)是沿着(a)中的11B-11B’线的截面图。
图12(a)是示意性地表示现有的半透过型液晶显示装置500的一个像素区域的构造的平面图，(b)是沿着(a)中的12B-12B’线的截面图。
图13(a)和(b)是沿着图12中的12B-12B’线的截面图，(a)表示在液晶层上没有施加电压的状态，(b)表示在液晶层上施加了规定电压的状态。
符号的说明
T1：第一透过区域
T2：第二透过区域
R：反射区域
10：有源矩阵基板(TFT基板)
11：透明基板
12：像素电极
12a：切口部
12t：透明电极
12r：反射电极
13：电介质层
14：壁状构造体
15：层间绝缘膜
20：相对基板(彩色滤光片基板)
21：透明基板
22：彩色滤光片
23：黑矩阵(遮光层)
24：相对电极
24a：开口部
25、25’：凸部
26：电介质层
30：液晶层
31：液晶分子
100、100A、100B、100C：液晶显示装置
100D、100E、100F、200：液晶显示装置
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。另外，本发明不限定于以下的实施方式。
图1(a)和(b)表示本实施方式中的半透过型液晶显示装置100。图1(a)是示意性地表示液晶显示装置100的一个像素区域的构造的平面图，图1(b)是沿着图1(a)中的1B-1B’线的截面图。
液晶显示装置100具备有源矩阵基板(以下称为“TFT基板”。)10、与TFT基板10相对的相对基板(也称为“彩色滤光片基板”。)20、设置在TFT基板10与相对基板20之间的垂直取向型的液晶层30。
另外，液晶显示装置100具有矩阵状排列的多个像素区域。各像素区域由设置在TFT基板10上的像素电极12、设置在相对基板20上且隔着液晶层30与像素电极12相对的相对电极24所规定。
除去上述的像素电极12以外，TFT基板10还具有与像素电极12电连接的薄膜晶体管(TFT)、向TFT供给扫描信号的扫描配线、向TFT供给显示信号的信号配线等(均未图示)。这些构成要素形成在透明基板(例如玻璃基板)11上。另外，像素电极12具有由透明导电材料(例如ITO)形成的透明电极12t和由光反射率高的金属材料(例如铝)形成的反射电极12r。反射电极12r如后述那样形成在电介质层(典型的是树脂层)13上。从实现接近白纸的白显示的观点出发，优选如图1(b)所示，通过在反射电极12r的表面上形成微小的凹凸形状，对反射电极12r赋予扩散反射功能。
除去上述的相对电极24以外，相对基板20还具有彩色滤光片22、设置在相邻的彩色滤光片22之间的黑矩阵(遮光层)23。这些构成要素形成在透明基板(例如玻璃基板)21上。另外，这里图示了在彩色滤光片22和黑矩阵23上设置相对电极24的结构，但也可以在相对电极24上设置彩色滤光片22和黑矩阵23。
在TFT基板10和相对基板20各自的液晶层30一侧的表面上设置有垂直取向膜(未图示)。在没有施加电压时，包含在液晶层30中的液晶分子相对于垂直取向膜的表面大致垂直取向。液晶层30包括有负的介电各向异性的向列型液晶材料，根据需要还可以包括手性剂。
在本实施方式的液晶显示装置100中，TFT基板10还具有在液晶层30一侧有规则地配置的壁状构造体14。壁状构造体14具体地是设置在像素电极12的周围(典型而言是由黑矩阵23遮光的区域)。另外，典型地是，垂直取向膜以覆盖壁状构造体14的方式形成。通过设置这样的壁状构造体14，当液晶层30被施加了规定电压时，在由壁状构造体14实质上包围的区域内形成呈现轴对称取向的多个(在这里是2个)液晶畴。
壁状构造体14通过其侧面的锚定(anchoring)作用产生取向限制力，由该取向限制力规定施加电压时液晶分子倾斜的方向。另外，在施加电压时，由于在像素电极12的周围形成斜电场，因此液晶分子倾斜的方向也受到由该斜电场产生的取向限制力的影响。壁状构造体14以其取向限制力的方向与由斜电场产生的取向限制力的方向匹配的方式有规则地配置。因此，当在液晶层30上(即，在像素电极12与相对电极24之间)施加了阈值以上的电压时，在由壁状构造体14实质上包围的区域中稳定地形成呈现轴对称取向的液晶畴。如果电压低则由斜电场产生的取向限制力弱，与此不同，由壁状构造体14产生的取向限制力由于不依赖于电压，因此在中间灰度显示状态下也能够稳定地规定液晶分子的倾斜的方向。
在各个液晶畴内，由于液晶分子几乎在全方位(基板面内的所有方位)取向，因此本实施方式中的液晶显示装置100的视野角特性优异。这里，“轴对称取向”与专利文献1和2中的“放射状倾斜取向”同义，液晶分子在轴对称取向的中心轴(放射状倾斜取向的中心轴)的周围没有形成旋转位移线而连续地取向，液晶畴分子的长轴放射状(radial)或者同心圆状(tangential)、螺旋状地取向。另外，每一种情况下，液晶分子的长轴都具有从取向的中心放射状倾斜的成分(与斜电场平行的成分)。
另外，所谓壁状构造体14“实质上包围的区域”，只要是壁状构造体14对其区域内的液晶分子连续地作用取向限制力，能够形成液晶畴的区域即可，壁状构造体14在物理上不需要完全包围其区域。在这里例示的壁状构造体14以包围像素的方式设置成连续的壁，而壁状构造体14也可以切断为多个壁。但是，壁状构造体14由于作用成规定液晶畴的形成在像素区域外延附近的边界，因此优选具有某种程度以上的长度。例如，在用多个壁构成壁状构造体14的情况下，各个壁的长度优选比相邻的壁之间的长度长。另外，如本实施方式这样，如果将壁状构造体14配置在遮光区域中，则壁状构造体14自身对于显示不产生恶劣影响。
在本实施方式的液晶显示装置100中，相对基板20还具有在与各个液晶畴的大致中央相对应的区域设置的凸部25。向液晶层30一侧突出的凸部25由于其表面的锚定作用，具有使液晶畴内的液晶分子轴对称取向的取向限制力。通过设置这样的凸部25，能够固定/稳定液晶畴的轴对称取向的中心轴。
在图2(a)和(b)中，示意性地表示在液晶显示装置100中由壁状构造体14和凸部25的取向限制力形成液晶畴的状况。
在没有施加电压时，如图2(a)所示，液晶分子31由于垂直取向膜的取向限制力，相对于基板表面大致垂直取向。另外，严格地讲，壁状构造体14附近或者凸部25附近的液晶分子31由于相对于壁状构造体14或者凸部25的表面大致垂直取向，因此相对于基板表面不是大致垂直。
另一方面，在施加电压时，具有负的介电各向异性的液晶分子31以分子长轴相对于电力线垂直的方式倾倒，因此由在像素电极12的周围产生的斜电场的取向限制力、壁状构造体14和凸部25的取向限制力，规定液晶分子31倾斜的方向。因此，如图2(b)所示，液晶分子31以凸部25为中心呈轴对称状取向。
如上所述，在液晶显示装置100中，由于在各像素中形成呈现轴对称取向的液晶畴，因此可以得到优异的视野角特性。另外，半透过型的液晶显示装置100的各像素具有使用从相对基板20一侧入射到液晶层30的光(周围光)以反射模式进行显示的区域、和使用从TFT基板10一侧入射到液晶层30的光(来自背光源的光)以透过模式进行显示的区域。但是，在本实施方式的液晶显示装置100中，这两类区域的配置与现有的液晶显示装置极大不同。以下，再次参照图1具体说明液晶显示装置100中的这些区域的配置。
如图1所示，液晶显示装置100的各像素区域包括：以透过模式进行显示的第一透过区域T1和第二透过区域T2；和以反射模式进行显示的反射区域R。第一透过区域T1和第二透过区域T2由像素电极12的透明电极12t规定。与其不同，反射区域R由像素电极12的反射电极12r规定。
反射电极12r预先形成在有选择性地形成在反射区域R上的电介质层13上，由此，反射区域R中的单元间隙(液晶层30的厚度)比第一透过区域T1和第二透过区域T2的单元间隙小。在透过模式的显示中，在显示中使用的光仅通过1次液晶层30，而在反射模式的显示中，在显示中使用的光通过2次液晶层30。从而，优选将反射区域R的单元间隙设定为比第一透过区域T1和第二透过区域T2的单元间隙小。通过这样设定，对两种显示模式的光能够减小液晶层30赋予的延迟的差。具体地讲，反射区域R的单元间隙优选是第一透过区域T1和第二透过区域T2的单元间隙的0.3倍以上0.7倍以下，最优选的是大约0.5倍(1/2倍)。
第一透过区域T1配置成包括作为取向限制构造的凸部25。在本实施方式中，第一透过区域T1包括离散地设置的多个部分T1’，这些部分T1’的每一个各包括一个凸部25。
另外，第二透过区域T2沿着壁状构造体14的内缘配置。即，第二透过区域T2沿着像素电极12的边缘部设置。
与此不同，反射区域R配置在第一透过区域T1与第二透过区域T2之间。另外，反射区域R还配置在构成第一透过区域T1的多个部分T1’之间。即，反射区域R设置成包围第一透过区域T1，而且被第二透过区域T2包围。
从而，当在液晶层30上施加了电压时，各个液晶畴如图2(b)所示那样，以凸部25为中心，跨越第一透过区域T1、反射区域R和第二透过区域T2形成。与此不同，在图12表示的现有的液晶显示装置500中，各个液晶畴如图13(b)所示那样，其整体仅形成在反射区域R和透过区域T的某一个内。即，不是跨越显示模式不同的多个区域形成一个液晶畴。
如上所述，在本实施方式的液晶显示装置100中，反射区域R配置在以包括凸部25的方式配置的第一透过区域T1与沿着壁状构造体14的内缘配置的第二透过区域T2之间。即，在液晶显示装置100中，凸部25或者壁状构造体14的附近，即，凸部25或者壁状构造体14的取向限制力易于直接作用的区域在透过模式的显示中使用，远离凸部25或者壁状构造体14的区域，即，凸部25或者壁状构造体14的取向限制力难以直接作用的区域在反射模式中使用。从而，由于能够通过与凸部25或者壁状构造体14的距离对响应速度的影响来抵消单元间隙的差异对响应速度的影响，因此能够减少反射区域R中的响应速度与第一透过区域T1和第二透过区域T2的响应速度的差。从而，在液晶显示装置100中，对第一透过区域T1和第二透过区域T2、与反射区域R这双方能够进行最佳的过冲驱动。因而，在抑制反射区域R的显示品质的降低(发生泛白等)的同时，能够充分提高第一透过区域T1和第二透过区域T2的响应速度。
另外，为了实现过冲驱动，能够广泛适用公知的方法。例如，也可以设置能够施加比对应于规定的中间灰度等级的预先所决定的灰度等级电压高的过冲电压(也能使用灰度等级电压)的驱动电路，或者，还可以软件执行过冲驱动。
图3表示现有的半透过型液晶显示装置的透过区域内的液晶分子的响应动作，图3(a)是表示在没有施加电压的状态(黑显示状态)的液晶层上施加规定电压经过了规定时间以后的透过区域的显微镜照片，图3(b)是示意性地表示该透过区域的构造的图。
如图3(a)所示，在刚施加了电压以后，首先，凸部附近的区域和壁状构造体附近的区域变得明亮，接着，它们之间的区域逐渐变得明亮。由此可知，如果单元间隙一定，则凸部附近的区域和壁状构造体附近的区域的响应速度快，而它们之间的区域的响应速度慢。
与此不同，在本实施方式的液晶显示装置100中，通过在透过模式的显示中使用凸部25附近的区域和壁状构造体14附近的区域，在反射模式的显示中使用它们之间的区域，从而减少以与产生取向限制力的构造(凸部25或壁状构造体14)的距离的长短为起因的响应速度的差。
另外，在本实施方式的液晶显示装置100中，如已经说明过的那样，各个液晶畴跨越第一透过区域T1、反射区域R和第二透过区域T2而形成，但即使一个液晶畴这样跨越单元间隙不同的多个区域，也能够适宜地进行液晶畴的形成。图4是在液晶层30上施加了规定电压时的取向状态的模拟图。如从图4所知，在施加电压时，形成跨越第一透过区域T1、反射区域R和第二透过区域T2的液晶畴。
在本实施方式中，在施加电压时，在一个像素区域内形成2个液晶畴，但本发明不限定于此。也可以形成3个以上的液晶畴，还可以只形成一个液晶畴。即，施加电压时，在像素区域内只要至少形成一个液晶畴即可。
图5和图6中表示在像素区域内形成的液晶畴的数量与图1所示的液晶显示装置100不同的液晶显示装置100A和100B。在图5所示的液晶显示装置100A中，在像素区域内设置有3个凸部25，施加电压时，以各凸部25为中心，形成3个液晶畴。另外，在图6所示的液晶显示装置100B中，在像素区域内只设置一个凸部25，施加电压时，以该凸部25为中心形成一个液晶畴。在图5和图6所示的液晶显示装置100A和100B中，通过将反射区域R也配置在第一透过区域T1与第二透过区域T2之间，也能够得到与图1等中表示的液晶显示装置100同样的效果。
另外，如图1所示的液晶显示装置100或者图5所示的液晶显示装置100A那样，在像素区域内形成多个液晶畴的情况(即，在像素区域内设置有多个凸部25的情况)下，如图所示那样，优选由离散地设置的多个部分T1’构成第一透过区域T1，在这些多个部分T1’之间配置反射区域R。这是因为在设置多个凸部25的情况下，由于其间距，凸部25的取向限制力难以作用到相邻的2个凸部25的中间附近区域的液晶层30上。
另外，在本实施方式中例示了在相对基板20上设置凸部25的结构，但本发明并不限定于该结构。在相对基板20上只要设置有至少在施加电压的状态下产生取向限制力那样的取向限制构造即可。图7(a)和(b)中表示具备与凸部25不同的取向限制构造的液晶显示装置100C。图7(a)是示意性地表示液晶显示装置100C的一个像素区域的构造的平面图，图7(b)是沿着图7(a)中的7B-7B’线的截面图。
在液晶显示装置100C中，在相对基板20的相对电极24上形成有开口部24a。开口部24a与凸部25相同，设置在与液晶畴的大致中央相对应的区域。如果在液晶层30上施加电压，则在开口部24a内形成斜电场，该斜电场以使液晶畴内的液晶分子轴对称取向的方式起作用。即，相对电极24的开口部24a在施加电压的状态下产生使液晶畴内的液晶分子轴对称取向的取向限制力。这样，在液晶显示装置100C中，相对电极24的开口部24a起到取向限制构造的作用。
开口部24a在没有施加电压的状态下不产生取向限制力，因此如果使用相对电极24的开口部24a作为取向限制构造，则能够防止黑显示时的漏光，提高对比度。另一方面，凸部25即使在没有施加电压的状态下也产生取向限制力(即，不依赖于施加电压的大小进行取向限制)，因此如果使用凸部25作为取向限制构造，则在施加电压低的中间灰度显示时也能够充分地实现稳定的轴对称取向。
至此为止，说明了相对基板20在反射区域R内没有取向限制构造(除在第一透过区域T1内设置的凸部25和开口部24a以外的进一步的取向限制构造)的结构，而根据需要，如图8所示，也可以在反射区域R内设置进一步的取向限制构造。
图8所示的液晶显示装置100D，在反射区域R内作为进一步的取向限制构造具有凸部25’。该凸部25’在反射区域R内设置在最远离第一透过区域T1的凸部25和壁状构造体14的区域中。根据反射区域R的大小，虽然存在在反射区域R的一部分(远离第一透过区域T1的凸部25和壁状构造体14的区域)中响应特性不充分的情况，但是通过在反射区域R内设置进一步的取向限制构造，则即使反射区域R大也能够得到充分的响应特性。另外，在图8所示的结构中，以在第一透过区域T1内的取向限制构造(2个凸部25)和反射区域R内的进一步的取向限制构造(一个凸部25’)的每一个为中心，形成3个液晶畴。
接着，说明像素电极12和壁状构造体14的更具体的构造或者优选的构造。
为了进一步稳定液晶畴的轴对称取向，像素电极12优选具有形成在规定位置的至少一个开口部和/或者切口部。图9表示具备了这种像素电极12的液晶显示装置的一个例子。
图9所示的液晶显示装置100E的像素电极12具有一对矩形形状的切口部12a。这些切口部12a配置在施加电压时所形成的2个液晶畴的边界附近。如果设置这样的切口部12a，则由于在施加电压时在切口部12a内形成的斜电场，能够使液晶畴的轴对称取向更稳定。当然，代替切口部12a(或者除此之外)，在像素电极12中设置开口部，也能够得到同样的效果。
壁状构造体14由电介质材料(典型的是树脂材料)形成。如果使用与用于形成多间隙的电介质层13相同的材料在同一个工序中(即同时)形成壁状构造体14，则能够不增加制造工序的数量形成壁状构造体14。
壁状构造体14当然不限于图1等例示的形状。例如，如已经叙述过的那样，壁状构造体14也可以不是连续的壁，而是切断散的多个壁。另外，如图10所示的液晶显示装置100F那样，也可以在像素电极12的切口部12a(或者开口部)内配置壁状构造体14。通过在切口部12a内配置与切口部12a实质上相似形状的壁状构造体14(例如，在矩形形状的切口部12a内配置矩形形状的壁状构造体14)，由于施加电压时在切口部12a内形成的斜电场所产生的取向限制力与切口部12a内的壁状构造体14的取向限制力匹配，因此能够进一步提高稳定液晶畴的取向的效果。
在壁状构造体14的高度方面没有特别限制。但是，如果壁状构造体14过低，则由壁状构造体14产生的取向限制力减弱，有时不能得到稳定的取向状态。另外，如果壁状构造体14过高，则在TFT基板10与相对基板20之间注入液晶材料时，壁状构造体14有可能阻碍液晶材料的注入，导致注入需要的时间变长，或者产生注入不完全的区域。因此，壁状构造体14的高度优选考虑所希望的取向限制的强度和液晶材料注入的容易度来设定。
另外，至此为止，例示了在TFT基板10一侧设置有用于形成多间隙的台阶的结构，而也可以采用在相对基板20一侧设置有台阶的结构(相对多间隙结构)。图11(a)和(b)示意性地表示具有相对多间隙的构造的液晶显示装置200。图11(a)是示意性地表示液晶显示装置200的一个像素区域的构造的平面图，图11(b)是沿着图11(a)中的11B-11B’线的截面图。
液晶显示装置200所具备的像素电极12的透明电极12t和反射电极12r，在形成于像素区域整体中的层间绝缘膜15上预先形成，实质上处于相同的高度。另外，相对基板20具有在反射区域R内有选择性地形成的电介质层26，通过该电介质层26形成多间隙。
在液晶显示装置200中，由于反射区域R也配置在以包括取向限制构造(凸部25)的方式配置的第一透过区域T1与沿着壁状构造体14的内缘配置的第二透过区域T2之间，因此对第一透过区域T1和第二透过区域T2、与反射区域R这双方能够进行最佳的过冲驱动。
产业上的可利用性
依据本发明，在形成呈现轴对称取向的液晶畴的垂直取向模式的半透过型液晶显示装置中，能够减小以透过模式进行显示的区域与以反射模式进行显示的区域中的响应速度的差。从而，能够对双方的区域进行最佳的过冲驱动。因而，在抑制以反射模式进行显示的区域的显示品质的下降(发生泛白等)的同时，能够充分提高以透过模式进行显示的区域的响应速度。

Claims (9)

1.一种液晶显示装置，其特征在于：
该液晶显示装置具备：第一基板；与所述第一基板相对的第二基板；和设置在所述第一基板与所述第二基板之间的垂直取向型的液晶层，并且
具有多个像素区域，所述多个像素区域的各个由设置在所述第一基板上的第一电极、和设置在所述第二基板上且隔着所述液晶层与所述第一电极相对的第二电极所规定，
所述第一基板具有在所述液晶层一侧有规则地配置的壁状构造体，
所述液晶层当被施加了规定的电压时，在由所述壁状构造体实质上包围的区域内形成呈现轴对称取向的至少一个液晶畴，
所述第二基板在与所述至少一个液晶畴的大致中央相对应的区域，具有至少在施加电压的状态下产生使所述至少一个液晶畴内的液晶分子轴对称取向的取向限制力的至少一个取向限制构造，
所述多个像素区域的各个具有：以透过模式进行显示的第一透过区域和第二透过区域；和以反射模式进行显示的反射区域，
所述第一透过区域以包括所述至少一个取向限制构造的方式配置，
所述第二透过区域沿着所述壁状构造体的内缘配置，
所述反射区域配置在所述第一透过区域与所述第二透过区域之间。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述至少一个取向限制构造是向所述液晶层一侧突出的至少一个凸部。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述第二基板在所述反射区域内不具有进一步的取向限制构造。
4.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述液晶畴是多个液晶畴，
所述取向限制构造是多个取向限制构造。
5.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述第一透过区域具有离散地设置的多个部分，所述多个部分各自包括所述多个取向限制构造中任意的一个。
6.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述反射区域还配置在所述第一透过区域的所述多个部分之间。
7.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述第一电极具有形成在规定位置的至少一个开口部和/或切口部。
8.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述反射区域中的所述液晶层的厚度比所述第一透过区域和第二透过区域中的所述液晶层的厚度小。
9.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述液晶显示装置还具备驱动电路，该驱动电路能够在显示中间灰度时施加比对应于规定的中间灰度等级的预先所决定的灰度等级电压高的过冲电压。
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